שלבי Spermatogenesis ומאפייניהם

ה - זרע זהו תהליך המורכב ביצירת הזרע מתאי הנבט (spermatogoniums). מתרחשת אצל אנשים זכריים של אורגניזמים אאוקריוטים עם רבייה מינית.

כדי שתהליך זה יתבצע ביעילות, הוא זקוק לתנאים ספציפיים, ביניהם: חלוקה כרומוזומלית נכונה עם ביטויים גנטיים מדויקים ומדידה הורמונלית מספקת, כדי לייצר מספר רב של תאים פונקציונליים.

הטרנספורמציה של spermatogonia לתוך gametes בוגרת מתרחשת במהלך התבגרות מינית באורגניזמים. תהליך זה מופעל על ידי הצטברות של הורמונים מסוימים כגון gonadotropins יותרת המוח, כגון HCG (גונדוטרופין כוריוני אנושי), אשר מעורב בייצור של טסטוסטרון..

אינדקס

• 1 מהו spermatogenesis?
  • 1.1 אלמנטים גנטיים המעורבים
• 2 שלבים ומאפייניהם
  • 2.1 1. שלב Spermatogonic
  • 2.2 2. שלב Spermatocytic
  • 2.3 3. שלב Spermiogenic
• 3 תקנה הורמונלית
  • 3.1 פריון
• 4 מאפייני הזרע
• 5 הבדלים בין spermatogenesis ו oogenesis
• 6 הפניות

מהו spermatogenesis?

Spermatogenesis מורכב של היווצרות של זכר gametes: זרע.

הייצור של תאי מין אלה מתחיל ב tubules seminiferous, הממוקם באשכים. Tubules אלה תופסים כ 85% מכלל נפח של gonads בהם הם תאים נבט בוגרים או spermatogoni כי הם מחולקים ברציפות על ידי מיטוזה.

חלק אלה spermatogonia להפסיק להעתיק ולהיות spermatocytes העיקרי, אשר מתחילים את תהליך המיוזה לייצר כל זוג של זרע משני עם מטען הכרומוזום המלא שלהם.

האחרונים משלימים את השלב השני של המיאוזיס, ובסופו של דבר מייצרים ארבעה זרעיים עם מחצית מעומס הכרומוזום (הפלואיד).

מאוחר יותר הם עוברים שינויים מורפולוגיים, מייצרים זרע, אשר מופנים אל האפידימיס הממוקם בשק האשכים ליד האשכים. בצינור זה מתרחשת ההתבגרות של הגמטות המוכנות לשדר את הגנים של הפרט.

תהליך של spermatogenesis תלוי רגולציה הורמונלית גנטית. תהליך זה תלוי טסטוסטרון, ולכן tubules seminiferous הם תאים מיוחדים (תאים Leydig) בייצור של ההורמון הזה.

אלמנטים גנטיים המעורבים

כמה גנים חשובים יצירת זרעונים הם הגנים SF-1, אשר פועל על הבידול של תאי ליידיג, ואת גן Sry, שמתווך התמיינות של תאי Sertoli ויצירת מייתרי אשכים. גנים אחרים מעורבים בוויסות תהליך זה: RBMY, DBY, USP9Y ו- DAZ.

זה נמצא על כרומוזום Y. הוא פועל על קידוד של חלבונים RNA מחייב והיעדרה קשורה פוריות אצל אנשים מסוימים.

שלבים ומאפייניהם

תאי הנבט הפרימיטיביים (גונוציטים) נוצרים בשק החלמון ועוברים לקודקוד הגניטלי, המחלקים בין תאי הסרטולי, ובכך יוצרים את הצינורות המוליכים למחצה. גונוציטים נמצאים בפנים, שממנו הם נודדים לכיוון קרום המרתף כדי להוליד spermatogoniums.

ההתפשטות של תאי נבט ראשוניים והיווצרות של זרעונים מתרחשת במהלך ההתפתחות העוברית של הפרט. זמן קצר לאחר הלידה, תהליך של חלוקה מיטוטי של תאים אלה מפסיק.

תהליך הפקת הזרע הבוגר מחולק לשלושה שלבים: spermatogonic, spermatocytic and spermiogenic.

1. שלב Spermatogonic

ככל שגיל ההתבגרות המינית של אנשים מתקרב, עלייה ברמות הטסטוסטרון מפעילה את התפשטות של spermatogonia. אלה תאים נבט מתחלקים כדי ליצור סדרה של spermatogonia להתבדל לתוך spermatocytes העיקרי.

בבני אדם, נבדלים מספר סוגים מורפולוגיים של spermatogonia:

Ad spermatogonios: ממוקם ליד התאים interstitial של צינורית seminiferous. הן סובלות מחלוקות מיטוטיות שיוצרות זוג מודעות מסוג, שבתורה עדיין מחלקות, או זוג מסוג אפ.

Spermatogonios Ap: הם עוקבים אחר תהליך ההבחנה כדי ליצור את הזרע, המחלקים ברצף על ידי מיטוזה.

Spermatogonium ב. המוצר של חלוקה מיטוטית של spermatogonia Ap.הם מציגים גרעין spheroidal ואת המוזרות של להיות מחוברים זה לזה על ידי "גשרים cytoplasmic".

הם מהווים סוג של syncytium כי נמשכת בשלבים הבאים, המפרידים בידול הזרע, כאשר זרעונים משתחררים לומן של האביב seminiferous.

האיגוד הציטופלאסמי בין תאים אלה מאפשר התפתחות מסונכרנת של כל זוג של spermatogonia ושכל אחד מקבל את המידע הגנטי המלא הדרוש לתפקודו מאז אפילו לאחר המיוזה, תאים אלה ממשיכים להתפתח.

2. שלב Spermatocytic

בשלב זה, spermatogonia B מחולקים mitotically, להרכיב spermatocytes לי (ראשוני) כדי לשכפל את הכרומוזומים שלהם, כך שלכל תא שתי קבוצות כרומוזום, נושאת את כמות כפולה מהרגיל של מידע גנטי.

לאחר מכן, מחלוקות המיוטי של אלה spermatocytes מבוצעות, כך החומר הגנטי בהם עובר עובר הפחתה עד שהם מגיעים אופי האפלואידי..

מיטוזה אני

בחלוקה המיוטית הראשונה, הכרומוזומים מתמצתים בפרופאזה, ובמקרה של בני אדם, 44 אוטוזומים ושני כרומוזומים (X ו- Y), כל אחד עם סט של כרומטידים, מתמצה..

הכרומוזומים ההומולוגיים משולבים יחד תוך התאמה לצלחת המשווה של המטאפיס. סידורים אלה נקראים tetrads שכן הם מכילים שני זוגות של כרומטידים.

החומר הגנטי של החומר הטטרדי (מעבר-יתר) על-ידי סידור מחדש של הכרומטידים במבנה הנקרא קומפלקס הסינפטונמי.

בתהליך זה, גיוון גנטי מתרחש כאשר המידע מוחלף בין הכרומוזומים ההומולוגיים שירשו מהאב ומהאם, ולוודא שכל הזרעונים המופקים מהזרעונים שונים.

בסוף המעבר, הכרומוזומים נפרדים, נעים אל קטבים מנוגדים של הציר המיוטי, "מתמוססים" את מבנה הטטרדים, הכרומטידים המשולבים של כל כרומוזום שנותר יחד.

דרך נוספת להבטיח את המגוון הגנטי ביחס להורים היא על ידי התפלגות אקראית של הכרומוזומים הנגזרים מהאב ומהאם אל מוטות הציר. בסוף החלוקה המיוטית הזאת, נוצרים זרעונים II (משניים).

מיוזיס II

הסופרמוציטים המשניים מתחילים את תהליך המיוזה השנייה מיד לאחר היווצרותם, ללא סינתזה של דנ"א חדש. כתוצאה מכך, לכל זרע יש חצי כרומוזום תשלום וכל כרומוזום יש זוג chromatids אחות עם DNA משוכפל.

במטאפאזה, הכרומוזומים מופצים ומכוונים על צלחת קו המשווה, והכרומטים נפרדים הנעים לעבר הצדדים המנוגדים של ציר המיוטי.

לאחר הרכבה מחדש של ממברנות גרעיניות, מתקבלים זרעים של הפלואידים עם מחצית הכרומוזומים (23 בבני אדם), כרומטים ועותק של מידע גנטי (DNA).

3. שלב Spermiogenic

Spermiogenesis הוא השלב האחרון של תהליך spermatogenesis, ואין חלוקות התא, אבל שינויים מורפולוגיים מטבוליים המאפשרים התמיינות תאים כדי להבשיל זרע הפלואיד.

שינויים בתאים מתרחשים כאשר spermatids מחוברים לממברנה פלסמה של תאים Sertoli, והוא יכול להיות מתואר על ארבעה שלבים:

שלב Golgi

זהו התהליך שבו המנגנון Golgi מעורר את acrosome, על ידי הצטברות של גרגרי proacrosomal או PAS (חומצה פריודיק, שיף תגובתי) ב מתחמי Golgi.

גרגירים אלה פתוחים לתוך שלפוחית ​​אקרוסום הממוקם ליד הגרעין ואת המיקום שלהם קובע את החלק הקדמי של זרע.

צנטריול לעבור את החלק האחורי של spermatid, מיושר בניצב עם קרום הפלזמה ומייצרת מיקרוטובולים כפילויות axonemal להשתלב השוטון בסיס של הזרעון.

שלב שלב

שלפוחית ​​אקרוסומה גדל ומתפשט על החלק הקדמי של הגרעין היוצר את כובע אקרוסומי או אקרוזום. בשלב זה, התוכן הגרעיני מתמצה וחלק הגרעין שנמצא מתחת לאקרוסיום מתעבה, מאבד את הנקבוביות.

שלב Acrosome

ליבת elongates קופצת אליפטי, ו השוטון מכוונת כך מקלות חזיתי שלה לתאי סרטולי מצביעה על lamina הבסיס של ראשוניים באבוביות, שבו היווצרות מרחיב השוטון.

הציטופלסמה שנעקרו בדיעבד של התא מיקרוטובולים ציטופלסמית לצבור בתוך נרתיק (manchette) גלילי המוביל מן הכובע acrosomal לכיוון החלק האחורי של spermatid.

לאחר פיתוח השוטון, צנטריול לחזור לכיוון הליבה, דבקות חריץ בחלק האחורי שלה, מהמקום שבו תשעה סיבי גס שמגיעות מיקרוטובולים axonemal; בדרך זו הגרעין והפלגלום מחוברים. מבנה זה ידוע באזור הצוואר.

המיטוכונדריה לנוע לכיוון האזור האחורי של הצוואר, המקיפים את הסיבים העבים ומסודרים בתוך נדן סליל חזק המרכיב את אזור הביניים של זנב הזרע. הציטופלסמה נעה כדי לכסות את הפלגלום שכבר נוצר, וה"מנשה "מתמוססת.

שלב ההתבגרות

עודף ציטופלסמה הוא phagocytosed על ידי תאים Sertoli, ויצרו את הגוף שיורית. גשר cytoplasmic שנוצר ב spermatogonia B נשאר בגופים שיורית, כך spermatids מופרדות.

לבסוף, spermatids משתחררים מן התאים Sertoli, משחררים את עצמם לומן של צינורית seminiferous שממנו הם מועברים דרך צינורות ישר, teste rete וערוצים efferent לאפידידימיס..

תקנה הורמונלית

יצירת הזרעונים היא תהליך מוסדר היטב על ידי הורמונים, בעיקר טסטוסטרון. אצל בני אדם את כל התהליך מופעל התבגרות מינית, על ידי שחרור הורמון GnRH ההיפותלמוס שמפעיל את הייצור ואת ההצטברות של gonodotropinas יותרת המוח (LH, FSH ו- HCG).

תאי סרטולי לסנתז חלבונים מחייב טסטוסטרון (ABP) על ידי גירוי FSH, ועם טסטוסטרון שפורסם על ידי תאי ליידיג (מגורה על ידי LH), להבטיח ריכוז גבוה של ההורמון הראשוני באבוביות.

בתאי סרטולי, אסטרדיול הוא גם מסונתז, אשר מתערב רגולציה של הפעילות של תאים Leydig.

הפריה

האפידידימיס מתחבר עם דס ואס כי בסופו של השופכה, סוף סוף מאפשר הזרע לצאת, אשר מאוחר יותר לחפש ביצה כדי להפרות, השלמת מחזור של רבייה מינית.

לאחר שחרור, הזרע יכול למות בתוך כמה דקות או שעות, למצוא נקבה gamete לפני זה קורה.

בבני אדם כ 300 מיליון זרע משתחררים בכל פליטה במהלך יחסי מין, אבל רק על 200 לשרוד עד שהם מגיעים לאזור שבו הם יכולים להזדווג.

הזרע חייב לעבור תהליך של אימונים במערכת הרבייה הנשית שבה הם רוכשים ניידות גדולה יותר של הדגלום ולהכין את התא לתגובה של אקרוזום. מאפיינים אלה נחוצים כדי להפרות את הביציות.

אימון הזרע

בין השינויים שיש ביוכימיים זרע הדגש שינויים פונקציונליים, כמו hyperpolarization של הממברנה, גדל pH cytosolic, שינויי שומנים וחלבונים, והפעלה של קולטנים הממברנה ומאפשר להם להיות מוכרת על ידי המעטפת השקופה להצטרף זה.

אזור זה פועל כמחסום כימי כדי למנוע הכלאה בין המינים, שכן לא הכרה בקולטנים ספציפיים אינה מבצעת הפריה.

ביציות יש שכבה של תאים גרעיניים מוקפים ריכוזים גבוהים של חומצה היאלורונית היוצרים מטריצה ​​תאיים. כדי לחדור את שכבת התאים, הזרע להחזיק אנזימים hyaluronidase.

במגע עם המעטפת השקופה, התגובה האקרוזום מופעלת, שבה התוכן של כובע acrosomal משתחרר (כמו אנזימים hydrolytic), אשר מסייעים הזרע לחצות באזור ולהצטרף הממברנה של הביצה, משחררים בתוכו תוכן ציטופלסמית שלה, אברונים גרעין.

תגובה קליפת המוח

בחלק מן האורגניזמים מתרחשת הדלובליזציה של קרום הפלסמה של הביצית כאשר מדובר במגע עם הזרע, דבר המונע יותר מאחד להפרות אותו..

מנגנון נוסף כדי למנוע תגובה קורטיקלית polyspermy המקום שבו אנזימים שמשנים את מבנה המעטפת השקופה, גליקופרוטאין ZP3 עיכוב והפעלת ZP2, מה שהופך באזור זה בלתי חדיר אל הזרעונים אחרים משתחררים.

מאפייני הזרע

לגברים יש מאפיינים שגורמים להם להיות שונים מאוד מן הגמטות הנשיות ומותאמות היטב להפיץ את הגנים של הפרט לדורות הבאים.

בניגוד לביציות, תאי הזרע הם התאים הקטנים ביותר הקיימים בגוף ויש להם דגל המאפשר להם לנוע כדי להגיע לגמטה הנשית (שאין לה ניידות כזו) להפרות אותה. זה flagellum מורכב צוואר, אזור ביניים, האזור הראשי באזור המסוף.

בצוואר הם centrioles, ובאזור הביניים הם המיטוכונדריה, אשר אחראים על אספקת האנרגיה הדרושה לניידות שלהם.

באופן כללי, ייצור הזרע הוא גבוה מאוד, להיות תחרותי מאוד ביניהם רק כ 25% יהיה למעשה להפרות נקבה gamete.

הבדלים בין spermatogenesis ו oogenesis

Spermatogenesis יש מאפיינים להבדיל אותו oogenesis:

-התאים עושים המיוזה ברציפות מן ההתבגרות המינית של הפרט, מייצרים כל תא ארבעה בוגרים gametes במקום אחד.

-הזרע מתבגר לאחר תהליך מורכב המתחיל לאחר המיאוזיס.

-עבור ייצור של זרע, פי שניים מחלוקות התא מתרחשים כמו היווצרות של ביצה.

הפניות

1. אלברטס, ב ', ג'ונסון, א', לואיס, ג ', רף, מ', רוברת ', ק', & וולטר, P. (2008).ביולוגיה מולקולרית של התא. גרלנד, טיילור ופרנסיס גרופ.
2. Creighton, T. E. (1999). אנציקלופדיה לביולוגיה מולקולרית. ג 'ון ויילי ובניו, Inc.
3. Hill, R.W., Wyse, G.A., & Anderson, M. (2012). פיזיולוגיה של בעלי חיים. Sinuer Associates, Inc מוציאים לאור.
4. קלימן, ר 'מ. (2016). אנציקלופדיה לביולוגיה אבולוציונית. אקדמיה.
5. מרינה, ס (2003) ההתקדמות בידע של Spermatogenesis, השלכות קליניות. Iberoamerican פוריות מגזין. 20(4), 213-225.
6. רוס, מ 'ח', פאולינה, וו (2006). היסטולוגיה. עריכה פנמריקנה רפואי.